2960

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова»

СИНТЕЗ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

КОМПЛЕКСОВ ОТРАСЛИ

Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов по на-

правлению подготовки 15.04.04 - Автоматизация технологических процессов и производств

Воронеж, 2016

УДК 658.5.011.56

Поляков, С. И. Синтез автоматизированных технологических комплексов отрасли [Текст]: метод. указания к выполнению курсового проекта для студен-

тов по направлению подготовки 15.04.04 - Автоматизация технологических процессов и производств / С. И. Поляков; Мин-во обр-я и науки Рос. Фед.,

ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2016. 31 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ».

Рецензент: профессор кафедры автоматизации технологических процес-

сов и производств Воронежского государственного архитектурно-

строительного университета В.И. Акимов

2

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЕКТА Курсовое проектирование является существенным, наиболее активным

этапом обучения, важнейшей частью подготовки будущих инженеров к само-

стоятельной работе. Курсовой проект - показатель уровня инженерной подго-

товки студента, его творческих способностей, эрудиции и умения самостоя-

тельно решать поставленные задачи, оформлять и защищать результаты своей работы.

1.1. Цели проектирования Цели выполнения курсового проекта следующие:

1.1.1. Закрепление знаний, полученных при теоретическом изучении дис-

циплин бакалавриата «Автоматизация технологических процессов», «Теория автоматического управления» (ТАУ), «Технические средства автоматизации»

(ТСА), «Проектирование систем управления» (ПСУ) с использованием практи-

чески всех изученных ранее дисциплин (Детали машин, Электропривод, Элек-

тромеханические системы, ЭВМ и вычислительные системы, Операционные системы и базы данных, Компьютерная графика и др.).

1.1.2. Приобретение навыков практического выполнения работ по проек-

тированию технологического или другого оборудования, умения отбора и ис-

пользования методов общепрофессиональных и специальных дисциплин для решения конкретных инженерных задач.

1.1.3. Подготовка к работе над дипломным проектом. 1.2. Задачи проектирования

В ходе курсового проектирования решается ряд задач, таких как

1.2.1.Закрепить теоретические знания, полученные в процессе обучения

иприменить их для решения конкретных научных, технических, организацион-

ных, управленческих и социально-экономических задач.

1.2.2. Приобрести практические знания и навыки работы в областях:

· проектирования, комплектования и эксплуатации средств автоматиза-

ции;

3

· использования систем автоматического проектирования изделий и тех-

нологий их изготовления;

·применения автоматизированных систем инженерного анализа изделий;

·проектирования систем управления технологическими процессами и ус-

тановками;

· применение микропроцессорных, микроконтроллерных систем с выбо-

ром и расчетом датчиков и исполнительных механизмов.

1.2.3.Изучить последние достижения в техническом прогрессе.

1.2.4.Получить (закрепить) навыки ведения научно-исследовательской

работы.

1.2.5.Продемонстрировать:

·умение критически анализировать технические решения, используемые

впрототипах, сравнивать эти решения с известными аналогами и обосновано предлагать и разрабатывать собственные технические решения;

·умение использовать полученные при обучении в университете теоре-

тические знания для собственного технического решения;

·способность к самостоятельной и творческой работе;

·инженерную и компьютерную грамотность;

·умение грамотно и лаконично в письменном, графическом и устном ви-

дах представлять результаты своих работ и умение защищать их.

Выбор средств реализации задач курсового проектирования должен осно-

вываться на сравнении альтернативных решений, используемых в современном производстве. За время прохождения практики студент должен собрать необхо-

димые материалы для обоснования экономической целесообразности выпол-

няемого дипломного проекта.

Выполнению проекта предшествует производственная практика (6 не-

дель). Практика используется для сбора материала для проекта. Один из основ-

ных результатов производственной практики – составление уточненного и под-

4

робного задания к выполнению курсового проекта на основе собранных мате-

риалов и выполненных работ во время практики.

Задание на курсовой проект выдается после сдачи зачѐтов по практике.

Защита курсового проекта за 4 недели до начала сессии. Защиту принимает ко-

миссия из 2-3 человек. Результаты проектирования к защите представляются в виде графической части и расчетно-пояснительной записки (РПЗ) с приложе-

ниями. График выполнения проекта контролируется руководителем. 2. ТЕМЫ ПРОЕКТОВ

Темой курсового проекта является разработка или модернизация систем управления (СУ), включая совокупность средств, методов и способов создания,

внедрения и обеспечения оптимального функционирования систем управления,

автоматизированных и автоматических комплексов проектирования, расчета и изготовления изделий, а также систем автоматизации и управления оборудова-

нием и технологическими процессами машиностроения.

Названия курсовых проектов могут иметь следующий вид:

· Модернизация системы управления технологической установкой (на-

звание объекта модернизации)

· Модернизация модуля (название модуля, узла) системы управления (на-

звание объекта)

·Разработка системы управления технологической установкой (название объекта)

·Разработка модуля (название модуля, узла) системы управления (назва-

ние объекта)

Возможные объекты автоматизации:

· Неавтоматизированное оборудование, технологический процесс меха-

нической обработки, погрузки-выгрузки, подачи, транспортирования, измере-

ния, термообработки и т.п.

· Автомат, полуавтомат, ГПМ, ГПС, автоматическая линия, автоматизи-

рованный комплекс оборудования для механообработки, сборки контроля, для

5

изготовления отливок, обработки давлением, сварки, термообработки, для транспортно-накопительных систем, для копировально-сортировочных автома-

тов, систем контроля, испытания и технической диагностики, для роботехниче-

ских комплексов и устройств с использованием роботов и т.п.

В общем случае в качестве объектов проектирования могут быть взяты различные виды технологического или вспомогательного оборудования маши-

ностроения, приборостроения, деревообрабатывающей промышленности и дру-

гих производств, использующих аналогичное по принципам действия и конст-

рукциям оборудование: заготовительное, обработки резанием, давлением, ли-

тейное, вакуумное, термическое, химическое, сборочное, контрольно-

сортировочное, испытательно-тренировочное, маркировочное, упаковочное и др., работающее как автономно, так и в составе различных производственных систем. Объектами проектирования могут быть транспортные, накопительные устройства, манипуляторы и другие компоненты, используемые для связи тех-

нологических единиц в производственную систему. Объектами проектирования могут служить приборы и установки, необходимые для проведения НИР.

При выборе объекта для курсового проекта следует учитывать требова-

ние представления технологического чертежа автоматизированного модерни-

зированного участка (3 лист проекта).

Конкретная тема проекта определяется руководителем проекта с учетом предложений студента на основе материалов конструкторской производствен-

ной практики либо из перечня учебных заданий, утвержденных кафедрой.

По существу работы все темы могут быть отнесены к следующим катего-

риям:

·Модернизация системы управления производственным участком, цехом

ит.д. (в основном – структурно, с разработкой отдельных модулей и подсистем СУ, технологических модулей и узлов сопряжений, датчиков).

6

· Разработка или модернизация системы управления автоматизированным устройством (конструктивно-аппаратная часть, программное обеспечение и т.д.)

-на базе универсального ПК

-на базе программируемого микроконтроллера

-при комбинации ПК и МК

· Разработка или модернизация установки, автомата или технологическо-

го модуля, автоматической линии или базового агрегата автоматической маши-

ны, установки за счет модернизации или разработки новой системы управления

(с разработкой новых узлов с их расчетом и конструкторской проработкой).

Возможна «чисто» механическая автоматизация с использованием кулачковых,

путевых, временных, цикловых СУ, в том числе на неэлектрической основе.

По отношению к объекту проектирования все темы могут быть отнесены

кследующим категориям:

·разработка нового объекта с разработкой СУ для него,

·модернизация существующего объекта без существенного изменения

СУ,

·разработка модулей и подсистем СУ без существенного изменения объ-

екта.

3. ОБЪЕМ И СОДЕРЖАНИЕ МАТЕРИАЛОВ ПРОЕКТА

3.1. Графическая часть Графическая часть проекта выполняется не менее, чем на 3-х листах фор-

мата А1.

1-й лист: Структурная комбинированная схема СУ с указанием вида

(аналоговый, импульсный, кодовый…) и физической реализации межблочных связей с выделением пунктирными рамками конструктивных блоков или моду-

лей:

7

Виды и объем чертежей конкретизируются в задании на проектирование таким образом, чтобы в наибольшей степени отражалась самостоятельная рабо-

та студента над проектом.

3.2. Расчетно-пояснительная записка (РПЗ)

Объем РПЗ 30-40 страниц формата А4. РПЗ оформляется в печатном виде

(компьютерный набор) согласно требованиям и правилам, освоенными студен-

тами при изучении дисциплины «Проектирование представления информации».

РПЗ содержит:

1.Титульный лист;

2.Бланк задания на курсовой проект;

3.Аннотацию,

4.Оглавление,

5.Введение,

6.Основную часть;

7.Заключение

8.Список используемой литературы, включая список электронных ресур-

сов;

9. Приложения. К РПЗ прилагаются на электронном носителе материалы по подбору датчиков, исполнительных механизмов, устройств формирования сигналов управления.

В основной части с достаточной полнотой отражаются задачи проектиро-

вания и работа по их решению. В основную часть РПЗ входит 7 разделов.

1. Описание объекта, технологии, конструкции … Назначение объекта проектирования, описание применения объекта проектирования или технологи-

ческого процесса, реализуемого на нем, обоснование необходимости (цели)

проектирования.

2. Анализ недостатков, уточненная постановка задачи на разработку или модернизацию СУ с указанием конкретных технологических, экономиче-

ских характеристик.

9

3. Варианты решения проектных задач. Выдвижение вариантов реше-

ния проектных задач. Анализ возможных вариантов решения задач, выбор лучшего. Допускается как в качестве вариантов, так и основным использование механических, пневмогидравлических или других неэлектрических СУ.

4. Обоснования выбранных решений, включая обоснования выбора датчиков и исполнительных механизмов, а также устройств формирования сиг-

налов управления (ПК, микроконтроллеров и т.п.). Листинги программ для управления микроконтроллерами, таблицы соответствия и другая необходимая информация в соответствии с заданием.

5. Описание конструкции и работы объекта проектирования после модернизации со ссылками на графические материалы, принципиальные схемы и чертеж общего вида или сборочный чертеж. Описание конструкции и работы отдельных узлов со ссылками на материалы, содержащиеся в графической час-

ти проекта.

6. Технические расчеты , касающиеся СУ в целом, рассматриваемых уз-

лов и приспособлений. Обязательно использование знаний и навыков, получен-

ных при изучении ранее изученных дисциплин, особенно дисциплины ТАУ в области общих принципов функционирования систем автоматического управ-

ления техническими объектами и математических методов исследования и про-

ектирования этих систем. Необходимы расчеты в системе MATLAB и ее паке-

тах Simulink и Control System Toolbox либо аналогичных. Приветствуются рас-

четы, освоенные при изучении параллельно осваиваемой дисциплины «Моде-

лирование систем».

7. Анализ поведения, устойчивости СУ с указанием слабых и проблем-

ных мест. В конце раздела приводится сводная таблица техноэкономических параметров с обязательным сравнением заданных и полученных результатов.

4. ОФОРМЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ ПРОЕКТА

10